• 박물관보존과학
• /
• 제7권
• /
• pp.25-31
• /
• 2006

경남 창녕군 화왕산성에서 발굴된 비격진천뢰의 보존처리를 실시하였다. 비격진천뢰는 일부 결실된 상태였다. 단, 결실된 부분은 내부를 관찰할 수 있도록 복원처리를 실시하지 않았다. X-선 투과검사 및 C.T(Computed Tomography)촬영 결과 주조과정에서 주형선 주위에 기공이 많이 발생한 것을 확인할 수 있었고, 표면에는 주조시 내범을 유지하기 위한 형지공이 확인되었으며, 이 부분에 다시 철판을 덧대어 보강한 흔적도 확인할 수 있었다. 표면에 존재하는 청색 부식물의 주성분은 SEM/EDS 분석결과 산소(O), 철(Fe), 인(P), 규소(Si), 알루미늄(Al)이라는 것을 확인하였으며, XRD 분석결과 청색 부식물은 비비아나이트[vivianite, Fe₃(PO₄)₂·8H₂O]로 확인되었다. 그리고 미세조직 분석결과 전형적인 회주철조직으로 판명되었다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제36권3호
• /
• pp.253-258
• /
• 2012

주조 유동 해석 분야에서 형상 고정 격자계(body-fitted coordinate; BFC)의 적용은 양질의 해석결과를 얻을 수 있음에도 불구하고 격자 생성의 어려움과 효율성으로 인해 많이 사용되지 않고 있다. 반면에 직교 격자계(Cartesian coordinate)는 상대적으로 격자 생성이 쉽고 빠르기 때문에 주조 공정에서 주로 사용되어 왔으나 이 역시 형상을 제대로 표현하지 못함으로써 발생하는 문제들로 인해 올바른 해석 결과를 얻을 수가 없다. 본 연구에서는 PCT(Partial Cell Treatment)를 기반으로 하는 Cut Cell 방법을 직교 격자계에 적용함으로써 이 격자계의 장점은 유지하면서도 정확한 유동 해석 결과를 얻을 수 있었다. Cut Cell 방법으로 간단한 형상의 테스트와 실제 주조 제품에 대한 적용을 해보았다.

• 한국주조공학회지
• /
• 제22권5호
• /
• pp.265-270
• /
• 2002

A novel jewelry master pattern manufacturing process which reduce manufacturing steps by employing a Duraform rapid prototyping mold and a low melting alloy has been suggested. The novel process follows the steps of 'jewelry 3D CAD design ${\rightarrow}$ Durafrom RP mold ${\rightarrow}$ low melting alloy master pattern' while the previous process follows more complicated steps of 'jewelry idea sketch ${\rightarrow}$ detailed drawing ${\rightarrow}$ wax carving ${\rightarrow}$ flask ${\rightarrow}$ silver master pattern.' An upper and a lower part of molds have been manufactured of Duraform powder, of which melting point is $190^{\circ}C$. A maser pattern was manufactured by pouring a low melting alloy of Pb-Sn-Bi-Cd, so called Woods Metal, of which melting point is $70^{\circ}C$, into the mold. The master pattern is a shape of a disk of 20mm diameter that contains various design factors. The variations of dimensions, surface roughness, surface pore ratio were measured by an optical microscope, a surface roughness profilometer, and a Rockwell hardness tester. The pattern made of were maeasured by an optical microscope, a surface roughness profilometer, and a Rockwell hardness tester. The pattern made of low melting alloy has sufficient surface hardness, and surface pore ratio to be used as the jewelry master pattern.

• 박물관보존과학
• /
• 제26권
• /
• pp.161-182
• /
• 2021

완구(碗口)란 유통식 화기로 발사체 장전 부분이 사발(碗) 형태인 화포이다. 발사체로는 비격진천뢰(飛擊震天雷)나 단석(團石) 등을 사용하였다. 『화포식언해(火砲式諺解)』(이서(李曙), 1635)에 의하면, 대·중·소·소소완구 등 총 4종으로 구분되며, 실물은 대완구 1점(보물 제857호), 중완구 2점(보물 제858호, 제859호) 등 총 3점이 전한다. 본 연구에서는 임진왜란기에 제작된 국립진주박물관 소장 중완구(보물 제858호)와 해군사관학교 박물관 소장 중완구(보물 제859호)의 과학적 조사를 토대로 제작 기술을 확인하였다. 첫 번째로 국내 현전하는 중완구가 단 두점인 만큼 정밀 3D 스캐닝 정보를 바탕으로 세부 제원을 서로 비교하고, 동 시기의 문헌 기록 수치와 함께 검토하였다. 전체 크기차는 근소하나 중량에서 5,507g의 차이를 보이고, 세부적으로 심지구멍 위치와 손잡이 길이가 상이하다. 한편 현전 중완구는 『화포식언해』의 중완구 제원과 가장 유사하다. 두 번째로는 중완구의 성분을 분석하고 기존 청동제 화약 무기와 함께 검토하였다. 표면 성분 분석결과, 중완구는 Cu-Sn-Pb의 삼원계 합금이며, 평균 함량(wt%)은 Cu 85.24 : Sn 10.16 : Pb 2.98이다. 중완구의 재료 성분은 기존에 조사된 조선 청동 화약 무기의 평균 성분과 매우 유사하며, 중세 유럽의 청동제 화포 재료(Gun-metal)와도 유사한 경향임을 확인하였다. 마지막으로 중완구 표면의 주조 결함(casting defect)과 CT 상을 토대로 주조 기법을 추정하였다. 측면의 주조분할선으로 보아 주형을 반으로 나눈 분할 제작(piece mold)이며, 용탕의 주입은 약실끝 부분으로 포구가 바닥에 오는 수직 주형 설계로 추정한다. 특히 포신 기벽에서 주형과 코어를 고정하는 보조 장치인 채플릿(chaplets)이 확인되므로 이는 기벽을 일정하게 형성하는 역할을 했을 것이다. 한편 보물 제858호와 제859호 중완구 두 점은 외형이 매우 유사하지만, 채플릿의 수량과 배치가 상이하여 주형 설계 일부가 달랐을 것으로 예상한다.

• 헤리티지:역사와 과학
• /
• 제46권4호
• /
• pp.108-125
• /
• 2013

경주 동천동 출토 토제범(土製范)에 대한 실측복원도, 조성광물 분석, 입도 및 물성시험, 미세조직관찰, 색도차 및 주성분 분석결과를 알아보았다. 연구대상 내범과 외범의 단면은 내측(제1층위)과 외측(제2층위)으로 구분되고 외측에는 유기물이 혼합되어 있다. 단면에는 열적 경험과 탈형제로 인한 변화 양상이 확인되며, X-선 촬영에서는 내측인 제1층위가 투과율이 높은 광물로 구성되었고 편광현미경에서 석영만이 관찰되었다. SEM 관찰에서 단면의 내측은 공극이 확대된 양상을 나타내고 중앙은 균열이 발달하였으며 외측에서는 변화를 관찰할 수 없었다. 구성입자의 입도는 내범과 외범이 거의 유사하며 미사질식양토로 구분되고, 미사질과 점토의 구성비는 약 2.7 : 1과 약 2.9 : 1이었다. 물성시험에서 내범과 외범의 밀도와 흡수율은 유사하고 공극률만이 내범이 27.36%와 외범은 31.09%로 다소 차이가 있었다. 단면의 색도차는 제1층위의 표면에 탈형을 위해 그을음을 입히거나 제1층위를 먹물로 수비하였을 가능성이 있다. 조성광물 분석에서는 내범과 외범의 조성광물이 동일하나 내범에서만 자철석이 동정되었다. 주성분 분석에서는 $SiO_2$의 평균함량이 71.64%, $Al_2O_3$는 14.59%이고, 부성분 중 $Fe_2O_3$는 4.51%, $K_2O$는 3.06%이며, $Na_2O$, MgO, CaO, $TiO_2$, $P_2O_5$, MnO는 2% 이하를 나타내었다.

• 대한치과기공학회지
• /
• 제34권2호
• /
• pp.75-81
• /
• 2012

Purpose: All ceramic crown, made from zirconia instead of metal for core material, is recognized the best esthetical prosthesis. Recently, high-priced zirconia blocks and expensive CAD/CAM machines come into use for making zirconia core. In this study, slip casting process is adapted to evaluate the possibility of the recycling the remained parts of zirconia block after machining. Methods: Remained zirconia blocks were reduced to powders with zirconia mortar, and screened with 180 mesh sieve. Passed powders were ball milled under various conditions to obtain the optimum zirconia slip for casting. Solid casting method was used for casting the specimens with plaster mold. Formed specimens were dried and biscuit fired at $1,000^{\circ}C$ for 1 hour. Biscuit fired specimens were finished with exact shape of square pillar. Finished specimens were fired from $1,200^{\circ}C$ to $1,550^{\circ}C$ at $50^{\circ}C$ intervals for 1 hour. Linear shrinkage, apparent porosity, water absorption, bulk density, and flexural strength were tested. Microstructures were observed by SEM. Results: Above examinations indicated that the optimum firing temperture was $1,500^{\circ}C$, and when fired at this temperature for 1 hour, apparent porosity was 0% and flexural strength was 680MPa. SEM photomicrographs showed uniform 200~300nm grain size, which is equal with microcture of sintered commercial zirconia block. when compare 24% linear shrinkage of cast specimen with 20% linear shrinkage of CAD/CAM machined block, it was estimated that the size controlling of cast core was not so difficult. Conclusion: According to the all of this experimental results, the cast zirconia core produced from the remained parts of zirconia block was possible to use for all ceramic denture.

• 한국주조공학회지
• /
• 제37권3호
• /
• pp.71-77
• /
• 2017

Casting defects produced during the casting process seriously affect the mechanical properties of the resulting products, reduce the performance capabilities of the product, and also result in economic losses. Therefore, this paper mainly investigates the causes of defects and methods by which to reduce these defects stemming from molten metal flows in a runner system of the type widely used in the sand mold casting process. The flow characteristics of a molten alloy are difficult to observe during the actual casting process. For this reason, a water model was used to observe the flow in the casting process, and the flow in each case was recorded using high-speed cameras as part of the experimental process of this study. Several repetitive experiments were performed to improve the accuracy of the experimental results. The traditional casting system was modified according to the design rules proposed by Campbell, and the system was termed flow-adaptive gating system with a water model. Comparing the flow characteristics of traditional and adaptive gating systems with a water model shows that the bubbles in the water in the latter case are reduced more significantly than in the former case. A ceramic filter system was adapted to the flow-adaptive gating system to minimize the instability of the flow during filling, which occurs as the fluid velocity in the runner increases. In additional, the flow behavior with and without the filter system were compared. The water model system in this work was shown to be able to verify that the adaptation of the filter system brings improvements by stabilizing the flow and reducing the amount of bubbles in the runner system. Moreover, using the flow-adaptive runner system with the filter system leads to considerably stable flows in the runner system.

• 한국주조공학회지
• /
• 제14권5호
• /
• pp.471-479
• /
• 1994

Al-2%Si-2%Mg alloy containing SiC particle in 20, $70{\mu}m$ were prepared by mean of squeeze casting with various pressure 50, 100, 150 and 220MPa respectively. The specimens were made by casting into $50{\Phi}{\times}100{\ell}$ mold under various squeeze conditions(pressures, pressurizing temperature, particle sizes). Mechanical properties(hardness, tensile strength, elongation and wear characteristics) were evaluated at room temperature with those various fabrication factors. It became feasible to make favorable Al-SiCp composite free from casting defects by the injection of Ar gas during melting and 100MPa pressure squeeze casting. However, pressure of 50MPa was not sufficient to avoid completely porosity formation as a result of precessing and shrinkage during solidification. As the particle size is smaller and the squeeze pressure is higher, the hardness and tensile strength at room temperature are higher. Cell size became smaller gradually with increase of squeeze pressure. With increase of squeeze pressure(MPa), wear behaviors of those composites were changed from adhesive into abrasive wear, and the tendency of above behavior became outstanding with increasing sliding speed. The chemical reaction(4Al＋3SiC${\rightarrow}$$Al_4C_3+3Si$) is more accelerated at interface between SiCp and matrix with increase of squeeze pressure. Therefore $Al_4C_3$ intercompound and Si peak intensity is increased at interface.

• 방사성폐기물학회지
• /
• 제8권1호
• /
• pp.85-89
• /
• 2010

사용후핵연료 파이로프로세싱 공정 생성물인 우라늄 전착물을 잉곳 형태로 주조하는 공정이 있다. 이 논문에서는 실험실 규모의 우라늄 전착물 잉곳 주조 장치에 대한 설계 개념을 소개하고, 이에 따라 제작된 장치의 성능 시험 결과 및 우라늄을 사용한 잉곳 주조 시험 결과를 소개한다. 이 장치는 도가니를 경동시켜 우라늄 용탕을 주형에 주입하여 우라늄 잉곳을 제조하며, 우라늄 전착물을 연속으로 주입할 수 있는 컵 형태의 원료 장입장치를 장착하였다. 이러한 장치를 사용하면 우라늄 전착물의 잉곳 생산성을 높일 수 있다. 실험 결과 우라늄 원료를 장입하여 주조한 결과 수축공이 적은 양호한 주물을 제조하는데 성공하였으며, 이러한 실험실 규모의 장치를 개발한 경험을 활용하여 공학규모의 장치를 설계하는데 활용하였다.

• 헤리티지:역사와 과학
• /
• 제54권2호
• /
• pp.4-21
• /
• 2021

부여 능산리 서고분군 4차 발굴조사(2016년) 과정에서 석제용범이 1점 출토되었다. 석제용범은 초기철기시대의 동침 용범으로 보고되었지만 주형 형태로 보아 동침이 아닌 가랑비녀의 용범으로 추정된다. 이에 본고에서는 능산리 출토 석제용범에 대해 고고학적 분석을 통해 유물의 형태와 시기를 세밀하게 파악하고 자연과학적 분석을 통해 석재 재질 특성과 그 산지를 추정해 보았으며 이를 바탕으로 능산리 일대에서 가랑비녀 석제용범이 사용된 양상도 파악해 보았다. 용범은 평면 장방형(단면 장방형)에 가까운 형태로 석재의 표면에는 4줄로 나란하게 홈이 나 있다. 홈은 2줄씩 단측면 가까이에서 이어져 각각 좁은 ∩형을 이룬다. 주형 형태로 보아 용범은 각부 끝으로 갈수록 좁아지는 ∩형의 가랑비녀를 제작했던 유물로 추정된다. 한반도에서 가랑비녀는 낙랑을 포함하여 원삼국시대부터 나타나 삼국시대(백제)에 소수 나타나고 통일신라시대를 거쳐 고려시대에 상당히 성행한다. 가랑비녀는 시대별 형태 차이가 뚜렷한 편인데, 능산리 용범은 주형 형태로 보아 고려시대에 제작되어 사용된 유물로 판단된다. 능산리 서고분군에서는 이와 관련되는 유구로 고려시대로 추정되는 수혈유구도 확인되었다. 능산리 가랑비녀 용범을 제작한 석재는 녹니석, 각섬석, 활석을 주성분 광물로하는 녹니석편암으로 녹회색의 무르고 부드러운 석재이다. 이러한 암석은 인근의 부여 외산면, 청양, 공주, 예산지역 등에서 산출되는데 현장조사를 통해 능산리 용범과 가장 비슷한 것은 부여 외산면 지선리에서 예산 예산읍 수철리 일대에 이르는 지역에 넓게 분포하는 것으로 확인하였다. 그리고 부여 능산리와 그 주변 지역에서 출토된 고려시대 가랑비녀는 현재까지 70점 정도인데, 그 중 능산리 용범의 주형과 가장 비슷하게 제작했을 것으로 추정되는 유물은 부여 송국리 유적 분묘 출토 청동제 가랑비녀 등이다. 그동안 남한 지역에서 출토된 가랑비녀 석제용범은 10점을 넘지 못하는데, 대부분 통일신라시대 유물이고 확실한 고려시대 유물은 매우 드물다. 능산리 석제용범으로 보아 고려시대에는 다양한 청동기 제작기술이 존재했겠지만 주조공정도 함께 있었음을 알 수 있다. 청동유물을 제작하기 위한 석제용범은 주형을 새기는 작업이 용이한 석재를 우선적으로 선택하고자 했을 것이다. 능산리 출토 가랑비녀 용범은 고려시대(전기)에 20~50km 정도 떨어진 인근 지역(부여 외산면 지선리에서 예산 예산읍 수철리 일대)에서 용범 제작이 용이한 석재를 가져다가 청동유물을 제작한 후 이를 인근 유적(부여 송국리 유적 등) 일대에 공급했던 양상과 함께 이 시기까지도 석제용범을 이용한 주조 기술이 존재했음을 보여준다.